光伏微網(wǎng)逆變器開發(fā)

【摘要】：傳統(tǒng)能源的逐漸枯竭以及傳統(tǒng)能源不斷消耗帶來的環(huán)境污染、空氣質(zhì)量日益惡化問題嚴(yán)重制約了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類的生活環(huán)境,世界各國一直以來尋求可再生的綠色清潔新能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源。太陽能因其清潔環(huán)保,永不衰竭,方便利用的特點(diǎn),使得太陽能發(fā)電技術(shù)越來越受到人們的青睞和世界各國政府的大力倡導(dǎo)、投入和支持。為了最大化利用太陽能,提高太陽能發(fā)電系統(tǒng)的效率,實(shí)現(xiàn)負(fù)載的不間斷供電和功率平衡,本文提出并設(shè)計(jì)了一種太陽能、市電間能量雙向流通的微網(wǎng)光伏逆變系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容和研究成果如下:(1)分析了光伏微網(wǎng)逆變器的關(guān)鍵技術(shù)、工作原理、研究現(xiàn)狀及應(yīng)用。(2)設(shè)計(jì)了單組微網(wǎng)逆變器以及交流母線并聯(lián)架構(gòu)系統(tǒng)。通過比較分析不同拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定兩級升壓電路即帶有MPPT功能的BOOST電路和ZVS移相全橋隔離升壓電路作為DC/DC主拓?fù)?后級為單相全橋逆變結(jié)構(gòu)。分析了微網(wǎng)逆變器的工作狀態(tài)并設(shè)計(jì)了硬件電路,給出了主電路元器件參數(shù)計(jì)算以及選型。完成了變換器的隔離驅(qū)動、保護(hù)以及信號采樣等電路的設(shè)計(jì)。(3)針對多組微網(wǎng)逆變器的交流母線并聯(lián)技術(shù)控制策略進(jìn)行研究,通過鎖相環(huán)和分布式控制策略達(dá)到多組微網(wǎng)逆變并聯(lián)的相位一致。(4)基于STM32F103VET6設(shè)計(jì)了一套控制系統(tǒng),給出了整個(gè)系統(tǒng)的工作流程、光伏極板最大輸出功率控制流程,以及相應(yīng)的控制程序。(5)通過仿真及實(shí)驗(yàn)對設(shè)計(jì)的電路及控制策略進(jìn)行了測試。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 MPPT ZVS軟開關(guān) 并聯(lián)組網(wǎng) 數(shù)字鎖相
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM615;TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景和意義11-12
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)概述12-14
• 1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 光伏發(fā)電最大功率跟蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 微電網(wǎng)技術(shù)研究現(xiàn)狀16
• 1.4 課題研究目標(biāo)與內(nèi)容16-18
• 1.4.1 課題目標(biāo)16
• 1.4.2 研究內(nèi)容16-18
• 第2章 光伏微網(wǎng)逆變器關(guān)鍵技術(shù)18-33
• 2.1 光伏極板最大功率跟蹤技術(shù)18-21
• 2.1.1 光伏電池的等效模型及輸出特性18-20
• 2.1.2 太陽能電池最大功率跟蹤的原理20-21
• 2.2 DC/DC變換技術(shù)21-26
• 2.2.1 非隔離DC/DC升壓拓?fù)?/span>22-24
• 2.2.2 隔離全橋直流變換器24-26
• 2.3 微網(wǎng)逆變器并聯(lián)組網(wǎng)技術(shù)26-29
• 2.3.1 集中式并聯(lián)控制26-27
• 2.3.2 主從并聯(lián)控制27
• 2.3.3 分布式并聯(lián)控制27-28
• 2.3.4 無互連線式并聯(lián)控制28-29
• 2.4 數(shù)字鎖相技術(shù)29-31
• 2.5 軟開關(guān)技術(shù)31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 光伏微網(wǎng)逆變器電路設(shè)計(jì)33-51
• 3.1 光伏微網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)34-35
• 3.2 BOOST變換器設(shè)計(jì)35-40
• 3.2.1 BOOST變換器設(shè)計(jì)要求35-36
• 3.2.2 BOOST變換器元器件選擇36-38
• 3.2.3 BOOST變換器驅(qū)動電路38
• 3.2.4 極板輸出電壓、電流檢測38-40
• 3.3 ZVS移相全橋變換器設(shè)計(jì)40-47
• 3.3.1 主電路設(shè)計(jì)41
• 3.3.2 參數(shù)設(shè)計(jì)及元器件選擇41-42
• 3.3.3 基于UC3875的控制電路設(shè)計(jì)42-44
• 3.3.4 ZVS移相全橋驅(qū)動電路設(shè)計(jì)44-45
• 3.3.5 高頻變壓器設(shè)計(jì)45-47
• 3.4 單相全橋逆變電路設(shè)計(jì)47-50
• 3.4.1 主電路設(shè)計(jì)47
• 3.4.2 參數(shù)設(shè)計(jì)與元器件選擇47-48
• 3.4.3 單相全橋逆變驅(qū)動電路48-49
• 3.4.4 鎖相電路49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 光伏微網(wǎng)逆變器控制策略研究51-61
• 4.1 單組逆變器輸出濾波電流閉環(huán)控制策略51-55
• 4.1.1 逆變器輸出濾波電流控制系統(tǒng)框圖及數(shù)學(xué)模型51-52
• 4.1.2 控制器參數(shù)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)性能分析52-55
• 4.2 多組逆變器并聯(lián)控制策略研究55-60
• 4.2.1 多組逆變器并聯(lián)條件55-57
• 4.2.2 多組逆變器并聯(lián)模型57-59
• 4.2.3 多組逆變器并聯(lián)仿真實(shí)驗(yàn)59-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 第5章 基于STM32控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)測試61-71
• 5.1 STM32控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及資源分配61-62
• 5.2 控制系統(tǒng)工作流程62-64
• 5.3 STM32控制系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)流程64-67
• 5.3.1 MPPT控制流程64-65
• 5.3.2 數(shù)字鎖相控制流程65-67
• 5.4 電源實(shí)驗(yàn)測試波形及實(shí)物67-70
• 5.4.1 驅(qū)動電路測試67-68
• 5.4.2 過零電路測試68-69
• 5.4.3 光伏微網(wǎng)逆變器輸出波形69
• 5.4.4 光伏微網(wǎng)逆變器實(shí)物69-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 第6章 總結(jié)和展望71-73
• 6.1 全文總結(jié)71
• 6.2 未來展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76

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